冷却液流动均匀性对缸套热变形的影响研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.01.005

Abstract

Abstract:

The coolant flow characteristics and the temperatures of the key locations of cylinder head and cylinder liner in a high?pressure common rail diesel engine are measured on test bench to provide the boundary conditions for thermal analysis. The fluid?solid coupling model for cylinder head， cylinder liners， coolant and cylinder block is established and the effects of coolant flow uniformity on thermal deformation of cylinder liner are studied by applying fluid?solid coupling heat transfer method， with the coolant flow characteristics in the water distribution holes of cylinder block and in the water holes of cylinder head are optimized. The results show that the cooling unevenness coefficient in optimized water jacket is reduced by 9.78% on average， the highest temperature of the water jacket in cylinder head and cylinder liner is lowered by 8.64% and 2.03% respectively， and the maximum thermal deformation of cylinder liner is decreased by 1.10%.

Key words: cylinder liner, fluid?solid coupling, temperature distribution, thermal deformation

Yuhua Bi,Siji Chen,Guozhong Yao,Meiyuan Chen,Lizhong Shen,Kailue Xia. Study on the Influence of Coolant Flow Uniformity on the Thermal Deformation of Cylinder Liner[J].Automotive Engineering, 2021, 43(1): 34-43.

Figures/Tables 25

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型式	直列、水冷、四冲程
缸径/mm	105
行程/mm	115
排量/L	3.87
进气方式	增压中冷式
冷却方式	强制液冷
标定功率/kW	90
转速/(r·min^-1)	2 800
最大转矩/(N·m)	385
转速/(r·min^-1)	1 600~2 000

名称	气缸盖	机体	气缸垫	气缸套	螺栓
材料	HT250	HT250		钒钛铸铁	40Cr
密度/ (kg·m^-3)	7 800	7 800	7 350	7 820	7 850
弹性模量/ MPa	1.3×10⁵	1.3×10⁵	1.34×10⁵	1.96×10⁵	2.1×10⁵
线膨胀系数/K^-1	1.08×10^-5	1.08×10^-5	1.21×10^-5	1.32×10^-5	1.11×10^-5
导热率/(W· (m·K)^-1)	50	50	58	48	30
比热容/(J· (kg·K)^-1)	5.4×10¹¹	5.4×10¹¹	3.9×10¹¹	4.7×10¹¹	5.8×10¹¹
泊松比	0.27	0.27	0.3	0.3	0.3

水平	布水道侧机体分水孔孔径X/mm	布水道缸盖上水孔孔径Y/mm	进气侧缸盖上水孔孔径Z/mm
1	B孔:12	2孔:8	1孔:8
	C孔:12	4孔:8	3孔:8
	D孔:16	6孔:10	5孔:8
	E孔:14	8孔:8	7孔:8
			9孔:8
2	B孔:16	2孔:12	1孔:10
	C孔:16	4孔:12	3孔:10
	D孔:16	6孔:12	5孔:10
	E孔:16	8孔:12	7孔:10
			9孔:14
3	B孔:16	2孔:10	1孔:6
	C孔:16	4孔:10	3孔:10
	D孔:20	6孔:10	5孔:10
	E孔:16	8孔:10	7孔:8
			9孔:6

Study on the Influence of Coolant Flow Uniformity on the Thermal Deformation of Cylinder Liner

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